1.3.2 Расчет лобовой поверхности

Лобовая поверхность является цилиндрической. Расчет силы на эту поверхность выполняется поиском двух ее составляющих сил: горизонтальной Р_х и вертикальной Ру.

Горизонтальная сила находится по формуле

P

(1.12)

i = ρ·g·b_i·sinα , кН

, для нее b_i = Т = 6,3м, h₁= 0, h₂= 2R-z₁ = 7.6 м,а - угол наклона боковой поверхности к горизонту, поскольку стенка вертикальная, то sinα =sin 90° =1.

Р_х = 1000·9,8·6.3·(7.6)²/2 =1783.051кН.

На рисунке 5 построена эпюра гидростатического давления, через центр тяжести этой треугольной эпюры проходит найденная сила Рх, которая приложена на расстоянии h_Dx от поверхности воды, равном

h_Dx = 2h₂/3 = 5,07 м.

В

(1.13)

ертикальная сила Ру зависит от величины объёма тела давления и определяется по формуле:

P_y = p·g·V_ТД,H

г

(1.14)

де Vтд - объем тела давления, м³; телом давления называется тело, находящееся над цилиндрической поверхностью. Чтобы найти его величину необходимо крайние точки А и В (рис.5) спроецировать на уровень водной поверхности. Точка А спроецируется в положение А', точка В — в положение В'. Таким образом, величина объема тела давления определяется произведением ширины T на площадь тела давления АВА'В' и формула примет вид:

Py = p·g·T·S_TД , Н

где T - ширина днища дока, T =6,3 м; S_ТД = S_АВАВ— площадь тела давления, получается сложением площадей составляющих прямоугольников:

S_ТД =∑bi·h_i =38,26·0,76= 29,078м²,

Р_у= 1000·9,81·6,3·29,078=1797,108кН.

С

(1.15)

ила Ру проходит через центр тяжести тела давления. Так как тело давления не заполнено водой, то эта сила производит выталкивающий эффект и направлена вверх. Центр тяжести тела давления определяется значением, найденным по формуле

X_DR=∑(P_i·b_i/2)/R, м

X_DR= X_Dy =2,67 м.

Р

(1.16)

езультирующая сила Р₉ от гидростатической нагрузки на цилиндрическую поверхность находится по формуле:

Р₉= , Н

P₉= =2531.574кН.

У

(1.17)

гол наклона этой силы к горизонту определяется зависимостью:

tgα = Ру/ Р_х,

tga = 1797,108/ = 1.01.

Этому значению соответствует угол α=45,2547=45⁰15^`.Графически положение силы Р₉находится следующим образом:

1. Строится в масштабе треугольник сил.

2. Линии действия сил Р_х и Ру проводятся до их пересечения.

Точка пересечения определит линию действия результирующей силы Р₉, а приложена эта сила к обшивке корпуса носовой секции дока под углом α.

2. Распределение ригелей на кормовой секции дока

2.1 Расчет нагрузок на боковые стенки и днище

Гидростатическое давление на эту стенку будет равно:

При h₁ = 0м; p₁ = 0 Па.

При h₂=a– = 8,5 – 0,4 = 8,1 м; p₂ = 10³*9,8*8,1 = 79,38*10³ Па = 79,38кПа.

О

(1.3)

пределяем силу Р₈ , приложенную к боковой стенке треугольной формы, по формуле (1.3):

Р₈ = ρgh_c8 S₈ , kН

= = = 2.7м

S₈ = м²

Из данного треугольника находим значение стороны k':

Отсюда k'= =

S ₈ = =10.04м²

P₈=9,8 1000 2.7 10.04=265658.4Н 265.66кН

Д

(1.4)

ля определения точки приложения используем формулу (1.4):

_D8 = _C8+ , м

Определяем момент инерции J_C8 :

I_C8 = м⁴

h_D8 =2.7+ = 4,05м

О

(1.3)

пределяем силу Р₉ , приложенную к торцевой стенке:

Р₉= ρg h_С9 ·S₉ , kН

= = = 4,05м

По теореме Пифагора определяем длину многоригельной торцевой стенки l:

S ₉= =6,3 =53.37м²

P₉=9,8 1000 4,05 53.37=2118255.3Н 2118.255кН

Центр приложения силы Р₉ определяем по формуле (1.4):

(1.4)

_D9 = _C9+

I_C9 = = м⁴

_C9=

_D9 = + 5.65м